KR20160052894A - 차량용 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 조향장치에 관한 것으로, 하우징부에 삽입되는 피니언축부와, 피니언축부에 형성되는 피니언기어부와, 피니언기어부에 맞물려 이동되는 랙부와, 랙부를 지지하고 랙부에 삽입되는 랙지지부를 포함하여 랙부의 롤링을 방지할 수 있다.

Description

차량용 조향장치{STEERING DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조향휠의 조향력을 바퀴에 최종적으로 전달하기 위해 좌우 이동되는 랙바의 롤링 현상을 방지하는 차량용 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로, 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자가 의도하는 바에 따라 임의로 바꿀 때 조작되는 장치로, 조향휠을 회전시켜 조향기어에 그 회전력을 전달함으로써 바퀴의 각도를 조정하여 차량의 진행 방향을 제어한다.
조향장치는 조향 상태의 안정성 및 부드럽고 편안한 조향감 등 안전과 함께 운전자의 편리성을 추구하는 방향으로 연구개발이 이루어지고 있다. 이러한 개발 추세에 따라 운전자의 조향감을 향상시키기 위한 방법으로 유압식 또는 전동식 등의 다양한 동력 보조 조향장치들이 개발되고 있다.
조향장치는 운전석에 배치되는 조향휠과 이에 연결된 조향축, 그리고 조향축이 차체에 고정될 수 있도록 하는 조향 컬럼, 조향축으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙기어와 피니언기어가 구비되는 기어하우징을 포함한다.
조향휠이 회전하면 조향축과 피니언축의 피니언기어가 동시에 회전되고, 피니언기어에 맞물린 랙기어가 좌우로 이동되어 바퀴측으로 작용력을 전달하게 된다.
종래에는 랙기어와 피니언 기어가 헬릭스 기어 방식으로 맞물리므로 좌우차에 의한 중립 안정성이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 헬릭스 기어 방식에 의해 랙바는 롤링하면서 이동하기 때문에 조향 효율이 저하되는 문제점이 있다. 라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2014-0089715호(2014.07.16 공개, 발명의 명칭 : 자동차의 조향장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 조향휠의 조향력을 바퀴에 최종적으로 전달하기 위해 좌우 이동되는 랙바의 롤링 현상을 방지하는 차량용 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는: 하우징부에 삽입되는 피니언축부; 상기 피니언축부에 형성되는 피니언기어부; 상기 피니언기어부에 맞물려 이동되는 랙부; 및 상기 랙부를 지지하고, 상기 랙부에 삽입되어 상기 랙부의 롤링을 방지하는 랙지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 랙부는: 상기 하우징부를 관통하는 랙막대부; 상기 랙막대부에 형성되고, 상기 피니언기어부와 맞물리는 랙기어부; 및 상기 랙막대부에 형성되고, 상기 랙지지부가 삽입되는 랙홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 랙지지부는: 상기 하우징부에 내장되고, 상기 랙막대부가 안착되는 받침부; 및 상기 받침부에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 랙홈부에 삽입되는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입부는: 상기 받침부에 형성되는 장착홈부에 장착되는 삽입축부; 상기 삽입축부에 회전 가능하도록 장착되는 삽입회전부; 및 상기 삽입회전부에 형성되고, 상기 랙홈부에 삽입되어 상기 랙막대부의 롤링을 제한하는 삽입돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는: 상기 하우징부에 결합되는 고정부; 및 상기 고정부와 상기 랙지지부 사이에 배치되어 상기 랙지지부를 탄성 지지하는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는 랙지지부가 랙부에 삽입되어 랙부의 롤링을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는 랙막대부의 하부에 형성되는 랙홈부에 삽입부가 삽입됨으로써, 랙막대부의 롤링을 제한하면서 랙막대부의 좌우 이동을 허용할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는 랙홈부에 삽입되는 삽입부가 삽입축부를 중심축으로 회전됨으로써, 랙막대부의 상하 유동시 삽입부가 회전되면서 랙홈부에 삽입된 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 랙부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 랙지지부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 삽입부를 개략적으로 나타내는 분해도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)는 피니언축부(10)와, 피니언기어부(20)와, 랙부(30)와, 랙지지부(40)를 포함한다.
피니언축부(10)는 하우징부(100)에 삽입된다. 일 예로, 피니언축부(10)는 조향휠의 회전력을 전달하는 조향축과 연결되거나 조향축 자체가 될 수 있다. 피니언축부(10)는 하단부가 하우징부(100)에 삽입되어 피니언베어링부(110)에 지지되어 회전될 수 있다.
피니언기어부(20)는 피니언축부(10)에 형성된다. 일 예로, 피니언기어부(20)는 하우징부(100)에 삽입된 피니언축부(10)의 하단부에 형성될 수 있다.
랙부(30)는 피니언기어부(20)에 맞물려 이동된다. 랙부(30)는 피니언기어부(20)와 랙앤피니언 기어 결합되므로, 피니언기어부(20)의 회전방향에 따라 랙부(30)가 좌우로 이동될 수 있다. 랙부(30)가 좌우로 이동되면 랙부(30)와 연결된 바퀴의 조향각이 변경된다.
랙지지부(40)는 하우징부(100)에 내장되고, 랙부(30)를 지지한다. 랙지지부(40)는 랙부(30)에 삽입되어 랙부(30)의 롤링을 방지한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)는 고정부(50)와 탄성부(60)를 더 포함할 수 있다. 고정부(50)는 하우징부(100)에 결합된다. 일 예로, 하우징부(100)에는 조립홀부(120)가 형성되고, 랙지지부(40)는 조립홀부(120)를 통해 하우징부(100)에 삽입되어 랙부(30)를 지지할 수 있다. 고정부(50)는 외측에 나사산이 형성되어 조립홀부(120)에 나사 결합됨으로써, 조립홀부(120)를 폐쇄하여 랙지지부(40)의 이탈을 방지할 수 있다. 탄성부(60)는 고정부(50)와 랙지지부(40) 사이에 배치되어 랙지지부(40)를 탄성 지지한다. 일 예로, 탄성부(60)는 코일스프링 형상을 하며, 랙지지부(40)의 하부를 지지하여 랙지지부(40)에 대한 완충기능을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 랙부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 랙부(30)는 랙막대부(31)와, 랙기어부(32)와, 랙홈부(33)를 포함한다.
랙막대부(31)는 하우징부(100)를 관통한다. 일 예로, 랙막대부(31)의 양단부는 바퀴에 연결되고, 랙막대부(31)가 좌우로 이동되면 바퀴의 조향각이 조절될 수 있다.
랙기어부(32)는 랙막대부(31)에 형성되고, 피니언기어부(20)와 맞물린다. 일 예로, 랙기어부(32)는 랙막대부(31)의 상측면에 형성될 수 있다. 랙기어부(32)는 랙막대부(31)의 길이방향으로 형성될 수 있다.
랙홈부(33)는 랙막대부(31)에 형성되고, 랙지지부(40)는 랙홈부(33)에 삽입된다. 일 예로, 랙홈부(33)는 랙막대부(31)의 하부에 위치되고, 랙막대부(31)의 길이방향으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 랙홈부(33)에 랙지지부(40)가 삽입된 상태에서 랙막대부(31)가 좌우로 이동되므로, 랙막대부(31)의 롤링을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 랙지지부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 랙지지부(40)는 받침부(41)와 삽입부(42)를 포함한다.
받침부(41)는 하우징부(100)에 내장되고, 받침부(41)에 랙막대부(31)가 안착된다. 일 예로, 받침부(41)는 랙막대부(31)의 하부를 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 받침부(41)는 조립홀부(120)에 삽입되는 받침몸체부(411)와, 받침몸체부(411)의 상측에서 돌출되는 받침돌기부(412)를 포함할 수 있다. 받침돌기부(412)는 받침몸체부(411)의 가장자리에서 한 쌍이 마주보도록 배치됨으로써, 랙막대부(31)는 받침돌기부(412) 사이에 위치되어 측방향 유동이 제한될 수 있다.
삽입부(42)는 받침부(41)에 회전 가능하도록 장착된다. 받침부(41)에 장착된 삽입부(42)는 상방에 위치되는 랙막대부(31)의 랙홈부(33)에 삽입된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 삽입부를 개략적으로 나타내는 분해도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삽입부(42)는 삽입축부(421)와, 삽입회전부(422)와, 삽입돌기부(423)를 포함한다.
삽입축부(421)는 받침부(41)에 형성되는 장착홈부(413)에 장착된다. 일 예로, 삽입축부(421)는 랙막대부(31)와 직교하도록 배치되고, 받침돌기부(412)에 형성되는 장착홈부(413)에 양단부가 삽입될 수 있다.
삽입회전부(422)는 삽입축부(421)에 회전 가능하도록 장착된다. 일 예로, 삽입회전부(422)는 관 형상을 하여 삽입축부(421)가 관통될 수 있다. 삽입회전부(422)의 회전성을 보장하기 위해, 삽입회전부(422)와 삽입축부(421) 사이에는 삽입베어링부(424)가 위치될 수 있다.
삽입돌기부(423)는 받침돌기부(412)에 형성되고, 랙홈부(33)에 삽입되어 랙막대부(31)의 롤링을 제한한다. 일 예로, 삽입돌기부(423)는 삽입회전부(422)의 상부에서 돌출되어 랙홈부(33)에 삽입될 수 있다. 삽입돌기부(423)는 랙홈부(33)와 접촉되고, 랙막대부(31)의 좌우 이동시 삽입돌기부(423)와 랙홈부(33)는 지속적으로 면접촉된 상태를 유지할 수 있다. 이때, 마찰을 억제하기 위해 삽입돌기부(423)는 저마찰재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
하우징부(100)에 피니언축부(10)와 랙부(30)를 삽입하여, 피니언기어부(20)와 랙막대부(31)의 상부에 형성되는 랙기어부(32)가 맞물린다.
삽입축부(421)에 삽입베어링부(424)를 장착하고, 삽입베어링부(424)를 삽입회전부(422)에 삽입하면, 삽입회전부(422)는 삽입축부(421)를 회전축으로 회전한다.
삽입회전부(422)가 장착된 삽입축부(421)를 장착홈부(413)에 설치하고, 받침몸체부(411)를 조립홀부(120)에 삽입한다. 이때, 받침몸체부(411)의 상측에서 돌출되는 한 쌍의 받침돌기부(412) 사이로 랙막대부(31)가 삽입된다. 그리고, 삽입회전부(422)에 형성되는 삽입돌기부(423)는 랙막대부(31)의 하부에 형성되는 랙홈부(33)에 삽입된다.
삽입돌기부(423)가 랙막대부(31)에 삽입되면, 조립홀부(120)에 고정부(50)를 체결하여 랙지지부(40)의 이탈을 방지한다. 이때, 받침몸체부(411)와 고정부(50) 사이에 탄성부(60)가 배치되어 받침몸체부(411)를 탄성 지지한다.
상기한 상태에서, 운전자가 조향휠을 조작하면, 피니언축부(10) 및 피니언기어부(20)가 회전되고, 피니언기어부(20)에 맞물린 랙부(30)는 조향휠의 회전방향에 따라 좌우로 이동되어 바퀴의 조향각을 조절한다.
랙부(30)는 좌우로 이동되는 동안 롤링되려고 하는 경향이 있는데, 삽입부(42)가 랙막대부(31)의 하부에 형성되는 랙홈부(33)에 삽입되어 랙부(30)의 롤링을 방지한다.
한편, 랙부(30)는 좌우로 이동되는 동안 외부 충격이나 피니언기어부(20)와의 맞물림에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있는데, 삽입회전부(422)가 삽입축부(421)를 회전축으로 하여 회전되므로 삽입돌기부(423)가 랙홈부(33)에 삽입된 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)는 랙지지부(40)가 랙부(30)에 삽입되어 랙부(30)의 롤링을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)는 랙막대부(31)의 하부에 형성되는 랙홈부(33)에 삽입부(42)의 삽입돌기부(423)가 삽입됨으로써, 랙막대부(31)의 롤링을 제한하면서 랙막대부(31)의 좌우 이동을 허용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)는 랙홈부(33)에 삽입되는 삽입부(42)가 삽입축부(421)를 중심축으로 회전됨으로써, 랙막대부(31)의 상하 유동시 삽입부(42)가 회전되면서 랙홈부(33)에 삽입된 상태를 유지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 피니언축부 20 : 피니언기어부
30 : 랙부 31 : 랙막대부
32 : 랙기어부 33 : 랙홈부
40 : 랙지지부 41 : 받침부
42 : 삽입부 50 : 고정부
60 : 탄성부 100 : 하우징부
120 : 조립홀부 411 : 받침몸체부
412 : 받침돌기부 413 : 장착홈부
421 : 삽입축부 422 : 삽입회전부
423 : 삽입돌기부 424 : 삽입베어링부

Claims (5)

  1. 하우징부에 삽입되는 피니언축부;
    상기 피니언축부에 형성되는 피니언기어부;
    상기 피니언기어부에 맞물려 이동되는 랙부; 및
    상기 랙부를 지지하고, 상기 랙부에 삽입되어 상기 랙부의 롤링을 방지하는 랙지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 랙부는
    상기 하우징부를 관통하는 랙막대부;
    상기 랙막대부에 형성되고, 상기 피니언기어부와 맞물리는 랙기어부; 및
    상기 랙막대부에 형성되고, 상기 랙지지부가 삽입되는 랙홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 랙지지부는
    상기 하우징부에 내장되고, 상기 랙막대부가 안착되는 받침부; 및
    상기 받침부에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 랙홈부에 삽입되는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 삽입부는
    상기 받침부에 형성되는 장착홈부에 장착되는 삽입축부;
    상기 삽입축부에 회전 가능하도록 장착되는 삽입회전부; 및
    상기 삽입회전부에 형성되고, 상기 랙홈부에 삽입되어 상기 랙막대부의 롤링을 제한하는 삽입돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징부에 결합되는 고정부; 및
    상기 고정부와 상기 랙지지부 사이에 배치되어 상기 랙지지부를 탄성 지지하는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
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